ИК-дальномеры SHARP
Статья посвещена ИК дальномерам Sharp. Рассмотрены принципы их работы, особенности использования, плюсы и минусы.
Является вольным переводом статей:
Содержание
Внешний вид
Принципы работы ИК дальномеров
Представленная линейка GP2DXX дальномеров Sharp, была разработана не только для обнаружения обьектов на дальних расстояниях (как это было в первом методе), но и для предоставления данных о расстоянии, в случае с моделями GP2D12, GP2D120 и GP2DY0A ('0A'). Эти модели работают намного лучше, так как используются новый метод измерения.
Используется триангуляция и малая линейная CCD матрица для вычисления расстояния и/или определения наличия обьектов в поле действия (зрения). Основная идея заключается: импульсы ИК излучения испускаются излучателем. Это излучение распространяется и отражается от обьектов находящихся в поле зрения. Отраженное излучение возвращается на приемник и образуется треугольник "излучатель - обьект отражения - приемник".
Угол отражения напрямую зависит от расстояния до обьекта. Полученные отраженные импульсы собираются высококачественной линзой и передаются на линейную CCD матрицу. По засветке CCD матрицы определяется угол отражения и высчитывается растояние до обьекта.
Этот метод более защищен от эффектов интерференции излучения и разного отражения от специфических материалов и цветов. Определение черной стены в при ярко освещении теперь возможно.
Какой детектор выбрать?
Серия GP2XX дальномеров включают несколько типов. Которые характеризуются минимальными и максимальными значениями дальности измерения, также датчики возвращают переменное растояние или булевое значение наличия обьекта.
Сравнительные характеристики сведены в файл.
Модели с красной меткой на диапазоне - цифровые (определяют только есть ли препятствие до метки или нет), остальные модели - аналоговые (определяют расстояние в указанном диапазоне). Но ни одному из датчиков не требуется внешний синхросигнал. Вместо этого они излучают постоянно потребляя примерно 25mA.
0A700 поставляется в специальном корпусе который намного больше чем другие дальномеры, это видно на картинке ниже. Увеличение размера связано с увеличением линзы и вследствии мы получаем максимальный диапазон в 5.5 метра.
Выбор дальномера рельно зависит от ваших необходимостей, возможностей "Мозга" (наличия АЦП), итд итп. Надеемся что приведеная выше таблица поможет вам сделать правильный выбор.
Non-Linear Output
Выходная характеристика детекторов нелинейно (см. рисунок ниже) зависит от измеренного растояния.
График изображает типичную (например, для GP2Y0A21YK и GP2D12) выходную характеристику для этих дальномеров.
Следует обратить внимание на две вещи:
- Выходная характеристика дальномера (10см -80см) не линейна и близка к логарифмической. Это кривая незначительно отличается от дальномера к дальномеру и хорошая идея "Нормализовать" характеристику с помощью таблицы или функции. В этом случае, вы можите колибровать каждый дальномер и в результате получить линейную характеристику независищую от дальномера к дальномеру.
- В случае если дистанция меньше Min измеряемой (10см) характеристика падает очень быстро и возникает впечетление что измерено далекое растояние. Это может ввести в заблуждение и даже разрушить вашего робота если он двигается с высокой скоростью. Простейший путь этого избежать устанавливать дальномер на робота с учетом длины робота.
Пример перекрестной установки дальномера для компенсации Min ограничения измерения.
Beam Pattern
.... продолжение следует .....
